機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考

摘 要：微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，日益應(yīng)用到機(jī)械技術(shù)的生產(chǎn)與制造中，并能夠?qū)C(jī)械的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，形成機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化的出現(xiàn)滿足了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展，隨著機(jī)電一體化的日益成熟，使得機(jī)械行業(yè)的效益有了顯著的提升，使作業(yè)人員的工作強(qiáng)度減輕，使能源達(dá)到節(jié)約使用，同時(shí)在原材料上降低了消耗量，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、性能和生產(chǎn)率。增強(qiáng)了我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)制造業(yè)的實(shí)力，提高了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在國(guó)際中的競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展

1 機(jī)電一體化的內(nèi)容

1.1 機(jī)電一體化是多個(gè)技術(shù)的總稱

機(jī)電一體化是一個(gè)系統(tǒng)的總稱，這個(gè)系統(tǒng)主要涵蓋電子控制系統(tǒng)、機(jī)械使用系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)。將微電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)通過相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)有機(jī)的結(jié)合到一起，通過這一整體，可以使系統(tǒng)的功能或者產(chǎn)品達(dá)到最佳的使用狀態(tài)。機(jī)電一體化不僅指的微電子和機(jī)械技術(shù)，它是多個(gè)技術(shù)的總稱。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)是智能系統(tǒng)

機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)通過傳感器、執(zhí)行裝置、動(dòng)力裝置、機(jī)械設(shè)備等的有機(jī)的結(jié)合，而形成的一個(gè)綜合的智能型的系統(tǒng)。在接受分析處理數(shù)據(jù)后，通過計(jì)算機(jī)的輸入數(shù)據(jù)，將命令傳送給中央控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)最終對(duì)所要生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行制造與加工，上述過程通過執(zhí)行裝置利用機(jī)械裝置來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)電一體化系統(tǒng)主要是機(jī)械技術(shù)微電子技術(shù)相結(jié)合，由機(jī)械技術(shù)負(fù)責(zé)執(zhí)行，微電子技術(shù)負(fù)責(zé)控制。優(yōu)點(diǎn)就是能保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能的最優(yōu)。

1.3 機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工程與微電子工程有機(jī)結(jié)合

機(jī)電一體化工程是將機(jī)械工程與微電子工程進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)最大效益。機(jī)電一體化工程不僅包括對(duì)產(chǎn)品的性能質(zhì)量的設(shè)計(jì)還包含零部件的生產(chǎn)制造。在技術(shù)人員數(shù)據(jù)指令的輸入下，將設(shè)計(jì)與制造相結(jié)合，經(jīng)過機(jī)電一體化工程進(jìn)行處理和分析后，就可以生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品。

2 機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn)

2.1 機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化

機(jī)電一體化技術(shù)改變了以往笨重、粗放、巨大的產(chǎn)品形式，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有薄、輕、巧、細(xì)的特點(diǎn)并繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展，使機(jī)電一體化的制造、設(shè)計(jì)方法逐步走向模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2 趨于智能化發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)具有信息處理、運(yùn)算、記憶、控制等功能，使機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多功能和高性能，并逐漸達(dá)到智能化。使機(jī)電一體化產(chǎn)品符合智能化時(shí)代的發(fā)展，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。

2.3 具有較強(qiáng)的安全性

機(jī)電一體化技術(shù)使機(jī)電一體化的產(chǎn)品具有智能、自動(dòng)診斷及監(jiān)視的功能，進(jìn)而應(yīng)用到安全監(jiān)控系統(tǒng)，使監(jiān)控技術(shù)進(jìn)一步提高，增強(qiáng)可靠性與安全性。

2.4 自帶節(jié)能性質(zhì)

由于機(jī)電一體化技術(shù)中具有電子信息技術(shù)，可以對(duì)機(jī)械的運(yùn)行情況進(jìn)行控制，掌并握準(zhǔn)確的運(yùn)行數(shù)據(jù)，當(dāng)運(yùn)行超出負(fù)荷使，機(jī)電一體化產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)自行控制，并作出調(diào)整，起到節(jié)能的作用。使機(jī)電一體化產(chǎn)品涵蓋了節(jié)能的環(huán)保理念。

3 新形勢(shì)下機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

3.1 機(jī)電一體化技術(shù)的智能化

從機(jī)電一體化的發(fā)展歷程來看，智能化將在未來的發(fā)展過程中扮演更重要的職責(zé)。機(jī)電一體化的發(fā)展需要智能化技術(shù)的支持，智能化是未來機(jī)電一體化發(fā)展的主要方向。人工智能技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展在優(yōu)化機(jī)電一體化技術(shù)上起到了很重要的促進(jìn)作用，提供了很多值得參考的研究資料。機(jī)器人技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展就是智能化帶來的成果。在機(jī)電一體化的智能化發(fā)展是建立在控制理論的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，另外還融合了運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和大數(shù)據(jù)運(yùn)算等多方面的綜合技術(shù)。未來機(jī)電一體化技術(shù)一定能夠?qū)崿F(xiàn)微處理和高速度的運(yùn)算，目前的部分CNC數(shù)控機(jī)床就實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話功能，在智能工藝數(shù)據(jù)處理方面提供了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)于工廠生產(chǎn)的實(shí)際操作起到了促進(jìn)左右，提供了生產(chǎn)效率。

3.2 機(jī)電一體化技術(shù)的模塊化

隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品加工精度和穩(wěn)定程度的需求提高，產(chǎn)品制造過程中的分工將會(huì)越來越精細(xì)，所有的分工都應(yīng)該執(zhí)行統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)需求下，就形成了模塊機(jī)構(gòu)。模塊化是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的另一重要趨勢(shì)，模塊化就是將電子系統(tǒng)和操作系統(tǒng)分割，通過分割可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)排除故障過程中能夠快速找到設(shè)備中存在故障的地方，另外一方面，模塊化便于對(duì)設(shè)備的加工和維修，最重要的是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的快速升級(jí)改造，不需要額外支出購買設(shè)備的費(fèi)用，僅僅依靠升級(jí)操作系統(tǒng)和改良操作防范，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化加工設(shè)備的升級(jí)。例如，在電機(jī)控制模塊匯總加入動(dòng)態(tài)捕捉、圖像采集、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)測(cè)距等功能，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊加入變頻、節(jié)能和減速等功能。在這種方式下，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的優(yōu)化和建立，縮短了產(chǎn)品上市的周期，提高了資金的利用效率。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)的綠色環(huán)?；?/p>

隨著工業(yè)化進(jìn)程的深入，人類的生活方式發(fā)生了很大的變化，對(duì)資源的需求量也與日俱增，工業(yè)發(fā)展給人們的生活帶來了方便和快捷，于此同時(shí)，對(duì)環(huán)境也造成了很大的影響。一方面，大量的工業(yè)產(chǎn)品滿足了人們的衣食住行，提高了人們的生活水平；另一方面，大量的工業(yè)產(chǎn)品消耗了很多資源，給環(huán)境造成了很大的破壞，威脅到了人們的生活健康問題。環(huán)境問題越來越受到政府和全社會(huì)的關(guān)注。綠色環(huán)保成為了當(dāng)今社會(huì)生活的主旋律和熱點(diǎn)。機(jī)電一體化技術(shù)同智能化應(yīng)用的結(jié)合給綠色生產(chǎn)帶來了廣闊的前景，智能化應(yīng)用主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容，分別是：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和遺傳算法。依靠智能化技術(shù)，可以提高對(duì)資源的利用率，減少廢物的排放。在環(huán)境問題日益嚴(yán)重的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)的綠色環(huán)保將成為必然的趨勢(shì)。

3.4 機(jī)電一體化技術(shù)的微型化

趨勢(shì)機(jī)電一體化的升級(jí)過程必然會(huì)向微型化的方向發(fā)展。例如，半導(dǎo)體原件制造過程中，蝕刻技術(shù)是非常關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)手段，我國(guó)的一些科研院所已經(jīng)制造出了亞微米級(jí)的微型化機(jī)械原件，這使得蝕刻過程變得簡(jiǎn)單精準(zhǔn)。微型化的發(fā)展使得機(jī)械零件能夠進(jìn)行融合，形成一個(gè)集成的新原件，這樣就能減小機(jī)電一體化設(shè)備的有效體積，給設(shè)備升級(jí)、智能化提高條件。目前，我國(guó)在機(jī)電一體化的微型化發(fā)展方面取得了一定的成功，關(guān)于這方面的研究也在積極進(jìn)行當(dāng)中。在未來的發(fā)展過程中，機(jī)電一體化技術(shù)的微型化的應(yīng)用一定會(huì)日漸增多，獲得令人矚目的成就。

4 結(jié)束語

隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也將更加成熟，大眾視野中的一體化產(chǎn)品也會(huì)逐漸增多，其使用會(huì)越來越廣泛。在今后的發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)將向著智能化、微型化、系統(tǒng)化、模塊化、綠色化的方向發(fā)展，它的作用會(huì)越來越大，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 王琰.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與思考[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2016（3）.

作者簡(jiǎn)介：

秦楊斌（1983——）籍貫：湖南衡陽 現(xiàn)在職稱：中級(jí) 研究方向：機(jī)電信息工程。